Современные котлы для отопления — это уже не просто агрегат для сжигания топлива. Это достаточно сложные и технологичные системы, большая часть которых может работать только при наличии питания в электросети. И дело не только в том, что циркуляция воды в системе обеспечивается насосами, а и в том, что в котлах имеется автоматика, управляющие устройства, которые не просто потребляют электричество (пусть и немного), но и очень требовательны к его «качеству».
Чтобы не зависеть от наличия электричества есть несколько путей:
- Сделать систему отопления энергонезависимой. Не самый привлекательный вариант в том смысле, что такие системы недостаточно эффективны и потребляют больше топлива, чем аналоги с автоматикой.
- Иметь две системы отопления: одну с автоматикой, и как резервную – энергонезависимую. Идея хорошая, но дорогая – одна система стоит денег немалых, а две – и того больше. Но в некоторых случаях – при жестокой зиме и частых и продолжительных отключениях электропитания это, может, и единственный выход.
- Сделать свою собственную систему более энергонезависимой при помощи источников бесперебойного питания – ИБП (или UPS в англоязычном варианте).
Многим знакомы эти устройства: практически у всех владельцев стационарных компьютеров есть такие блоки бесперебойного питания, но для котлов они не совсем подходят. Задачи у них разные: для компьютерного бесперебойника главная задача – обеспечить вам время на правильное выключение системы. Это максимум 5-15 минут. Для котлов ситуация другая – требуется работоспособность на продолжительное время – до возобновления подачи электропитания.
Отличаются и требования к форме питания: ИБП для компьютеров часто выдают не синусоиду (которая требуется автоматике котла), а импульсы со срезанной верхушкой, больше напоминающие прямоугольные. Для работы автоматики котла важна именно правильная синусоидальная форма. Требуется еще совпадение по фазе, что непринципиально для компьютера. Только при наличии такого питания автоматика и сам котел будут функционировать долго. Во всяком случае, так заявляют производители. Опыт эксплуатации это подтверждает. В общем, как аварийный выход бесперебойник для компьютера подходит, как постоянный – вряд ли.
Какие бывают ИБП
Источники бесперебойного питания делятся на два класса: on-line и off-line. Более дешевые ИБП off-line класса, так как из-за особенностей работы они конструктивно проще: пока напряжение в сети присутствует и не очень отличается от заданных параметров, они пропускают электропитание транзитом. При пропадании напряжения или при достижении одним из параметров порогового значения, сеть отключается, подключаются аккумуляторные батареи. В чем недостаток? В том, что на вход автоматики подается напряжение не идеальное ни по форме, ни по номиналу. Это, конечно, лучше, чем ничего, но не дает гарантии безаварийной работы.
Бесперебойники для котла класса on-line подключены постоянно, в них происходит постоянное преобразование сетевого напряжения и «выравнивание» характеристик. Для этого напряжение преобразуется дважды:
- входное напряжение сети трансформируют в постоянное — 12 В,
- затем его снова преобразуют в переменное 220 Вольт и частотой 50 Гц.
Это двухступенчатое преобразование необходимо для стабилизации параметров электропитания: на выходе такого ИБП всегда напряжение 220 В, частота 50 Гц и идеальная синусоида. Кроме того, в этих устройствах аккумуляторы подключены в буферном режиме (постоянно подзаряжаются).
Какой лучше для котла
Использовать источники бесперебойного питания нужно не только для работы системы на время пропадания электроэнергии. По уверениям организаций, обслуживающих котлы отопления, самой частой поломкой является именно выход из строя автоматики из-за сбоев электропитания. Причем повреждения такие, что или требуют полной замены (а это как минимум 100-150$) или замены микропроцессоров, что по цене может быть даже больше (вместе с работой по замене).
Для продления срока бесперебойной работы автоматики и котла в целом, требуется стабильное напряжение, близкое по форме к идеальной синусоиде. К сожалению наши электросети выдают такие характеристики, что большая часть оборудования быстро начинает сбоить и выходить из строя. Потому использование ИБП для котла, имеющего автоматическое управление, крайне желательно. Требуемые параметры электропитания обеспечивает именно on-line класс, потому такой вариант можно признать лучшим, как для , так и для , х или .
Купить UPS для котла класса off-line целесообразно в том случае, если у вас есть общий стабилизатор электропитания на дом, или будет установлен портативный непосредственно перед бесперебойником. Тогда напряжение «выравнивается» на стабилизаторе, а затем транслируется через ИБП, который при необходимости подключит электропитание от АКБ.
Определяем мощность ИБП и емкость аккумуляторов
Выбор ИБП для газового котла не заканчивается с определением класса устройства. Необходимо подобрать еще мощность. Для этого необходимо суммировать мощность всех устройств, которые обеспечивают работоспособность системы отопления (насосы, автоматика и турбины газоудаления, если такие есть). В принципе, это и есть искомая мощность, но для пиковых нагрузок во время пуска системы требуется запас порядка 20-30% и больше.
Хоть котлы для отопления оборудование и энергозависимое, но потребляют совсем немного электричества: средняя потребляемая мощность котла с насосом – до 150 Вт. Для обеспечения работы такого котла с одним насосом требуется ИБП мощностью в 300 Вт. Если насоса в системе два – нужен уже прибор на 400-500 Вт.
Для обеспечения длительной работы котла при аварии на линии электропередач (1-2 часа) требуется некоторое количество аккумуляторных батарей. Понятно, что чем больше емкость батареи, тем продолжительнее гарантированное время работы. Но на выбор емкости аккумулятора влияет такой параметр ИБП, как мощность зарядного устройства. Чтобы определить, какой емкости батарею зарядит ваш бесперебойник, ток заряда умножьте на 10. Если ток заряда 7,5 А, то емкость заряжаемой батареи может быть 75 А/ч.
Заряжать можно и большие батареи, но тогда их заряд будет неполным, что приведет к более быстрому выходу их из строя. Зарядка менее мощных батарей большими токами также нежелательна: сокращается срок их службы. Потому использование батарей больших емкостей не всегда дает хороший результат: может даже возникнуть ситуация, когда котел от бесперебойника не работает. Скорее всего, из-за недостаточного тока зарядки, аккумулятор не заряжается, следовательно, питание не подается.
С чем еще нужно определиться — с типом аккумулятора. Они могут быть гелиевые или жидкостные (обычные). Гелиевые – более надежны и долговечны, но стоят раза в 2-3 дороже (срок службы и надежность далеко не пропорциональны цене). Независимо от типа они должны быть герметичными необслуживаемыми, так как использоваться будут в жилом помещении или вблизи от него. В принципе, более целесообразно покупать обычные автомобильные необслуживаемые аккумуляторы – это гораздо дешевле даже с учетом их более частой замены (по сравнению с гелиевыми).
Чтобы легче было определить, на какое время будет гарантирована работа оборудования в зависимости от потребляемой мощности, емкости батарей и их количества, смотрите таблицу.
|
Некоторые модели ИБП и их отличия
ИБП «Фантом» или Phantom для котлов отопления – изделие украинской фирмы. Относится к классу on-line устройств. Имеет нечасто встречающуюся, но полезную функцию – экономный режим работы «Эко», который позволяет продлить работу аккумуляторной батареи без дозарядки. Заявляется также о наличии интеллектуального зарядного устройства, которое продлевает эксплуатационный период АКБ.
ИБП «Фантом» для котлов отопления
Инвертор «Штиль» PS12-300A — имеет очень большой срок службы – 30 лет, может заряжать большое количество батарей, обеспечивает безопасное и надежное подключение АКБ. Это устройство разрабатывалось для автомобилей, но параметры на выходе достаточно стабильны, чтобы обеспечить работоспособность чувствительной к питанию техники.
Выпускает «Штиль» и источники бесперебойного питания on-line типа, но называет их АБП – агрегаты бесперебойного питания. Мощность агрегатов – 150-400 Вт, опционально поставляются две батареи на 12 В. Есть у этого прибора одна очень интересная функция – переход в режим «байпас» при перегрузке.
ИБП «Штиль» для котлов отопления
ИБП «Бастион» — устройства on-line класса, обеспечивают стабильную синусоиду на выходе (искажение менее 5%), выпускаются мощностью 500-800 Вт. Имеют неплохие отзывы, отличаются повышенной надежностью.
ИБП «Бастион» для котлов отопления
ИБП «Люксеон» для котла. Модель Luxeon UPS-500LU — отзывы вкратце такие: после отключения и перезарядки не «помнит» предыдущего состояния и включается самопроизвольно, что приведет, в конце концов, к выходу из строя котла. Еще один недостаток – писк во время работы от АКБ, кроме того, при переключении на работу от аккумулятора и обратно котел часто выдает ошибку и не работает. О других моделях ИБП этого производителя отзывов не нашлось, но конкретно эту модель вряд ли можно рекомендовать для использования.
В этом видео вы увидите тест некоторых ИБП, которые недавно появились на рынке. Этот материал позволяет объективно оценить насколько реальные характеристики отвечают заявленным.
Как сделать бесперебойник для котла
Стоит ли собирать ИБП своими руками? Возможно. Все зависит от того, насколько вы разбираетесь в электротехнике. Но даже самые лучшие устройства, собранные своими руками, очень часто уступают по надежности и качественным показателям промышленным аналогам. Какой может быть экономия? Если собирать ИБП из готовых блоков, то сэкономить удастся порядка 30% стоимости, если делать все самому – порядка 60-70%.
Приведем пример самодельного UPS большой мощности, который может обеспечивать бесперебойную работу большого количества электроники и бытовых приборов. Максимальная мощность всех приборов – 1 кВт, принцип действия — on-line, т.е. включен постоянно, форма выходного напряжения — синусоида.
Что необходимо для ИБП
- Импульсный блок питания с высоким КПД и мощностью, именно 28,8 В на 50 А. Такое напряжение дает возможность подключить аккумуляторы напрямую без переходников и обеспечить их полный и постоянный заряд (схема работает уже 8 лет и никаких проблем не возникло).
- Два свинцовых автомобильных аккумулятора на 12 В и 200 А/ч.
- Инвертор, который на выходе дает меандр 310 В и коэффициент заполнения 1.
- Силовой резонансный фильтр высших гармоник. Его придется изготовить самостоятельно.
Все составляющие покупаете на рынке или в магазинах, соединяете, как показано на схеме, и ИБП своими руками готов, причем поддерживает он работу не только котла и насоса, а также компьютера, освещение, работу насоса водоснабжения и т.д. Главное, чтобы суммарная мощность не превышала предельно допустимую. Но, понятно, чем меньшая будет нагрузка, тем дольше будут работать приборы. Хотя, при низких нагрузках именно этот ИБП имеет низкий КПД: на холостом ходу он сажает батареи за 35 часов.
Главная трудность во всей схеме – собрать резонансный фильтр высших гармоник, которые позволит на выходе получить переменное напряжение в 50 Гц и формой, близкой к синусоиде. Схема его проста. Основное – расчет параметров. Элементы контуров рассчитываются и изготавливаются одинаково, собираются только потом по-разному – один контур последовательный, второй – параллельный, но оба настроены на частоту 50 Гц.
Конденсаторы были взяты не полярные на мкФ. Можно собрать из двух фазосдвигающих по 50 мкФ, соединив их параллельно.
Далее нужно произвести расчет параметров катушек индуктивности под тот сердечник, который есть у вас в наличии. Чтобы получился нужный дроссель, в сердечнике нужно будет сделать зазор (если нужен зазор в 1 мм, прокладка в Ш-образном сердечнике должна быть в два раза тоньше – 0,5 мм).
Вот формулы для расчета параметров:
- {Зазор, мм} = 1.257E-3*{Максимально возможная сила тока, А}*{Количество витков}
- {Количество витков} = 1.257E6*{Максимально возможная сила тока, А}*{Индуктивность дросселя, Гн} /{Площадь сечения сердечника,мм 2 } – полученное значение округляем в большую сторону
- Для параллельного контура {Максимально возможная сила тока, А} = 1.4*220 В/ 28* {Частота сигнала, Гц – 50Гц}*{ Индуктивность дросселя, Гн}
- Для последовательного контура : {Максимально возможная сила тока, А} =1.4*{Мощность нагрузки, Вт}/220 В.
Пример расчета приведен ниже
Аккумуляторы должны быть подключены параллельно на небольшом расстоянии от бесперебойника – чтобы уменьшить снижение напряжения при работе под нагрузкой. Все соединения делать толстым многожильным медным проводом, так как пиковые значения силы тока могут быть до 100 А. Соединения делать максимально надежными, особое внимание уделять местам соединения проводов с клеммами аккумуляторов. Эти соединения потребуется периодически проверять, так как они часто окисляются, повышая сопротивление и ухудшая работу системы. Из технического обслуживания понадобиться еще только регулярное отслеживание уровня электролита в АКБ.
Большинство современных котлов на газе имеют электронную систему управления и являются энергозависимыми. Автоматика отопительной техники чувствительна к перепадам напряжения и может выйти из строя при очередном отключении электричества. Чтобы этого не произошло, производители отопительного оборудования рекомендуют установить ИБП для газового котла.
Нужен ли бесперебойник для газового котла
Блоки бесперебойного питания являются необходимыми для работы энергозависимого оборудования. Работа водогрейных газовых котлов контролируется автоматикой. При отключении электричества или повышения-понижения напряжения в сети, срабатывает устройство отключения, прекращается подача газа на горелку.ИБП со встроенным или внешним стабилизатором напряжения предотвращает влияние нестабильной электрической сети на автоматику. Все устройства имеют аккумулятор, поэтому при отключении электричества, котел продолжает работать.
Но главной причиной, по которой необходимо установить бесперебойник является то, что при резком скачке напряжения (достаточно частое явление отечественной электросети), автоматика, стоящая от трети до половины от себестоимости котла, может сгореть.
Как работает бесперебойник
Источник бесперебойного питания для газового котла имеет два основных модуля, регулирующих и контролирующих работу устройства.- Стабилизатор тока.
- Внешний или внутренний аккумулятор.
В зависимости от емкости батареи, котел сможет продолжить работу в автономном режиме от 15 минут до 2 суток. ИБП с использованием внешнего аккумулятора обычно имеет небольшую встроенную резервную батарею, мощности которой достаточно, чтобы обеспечить работу отопительного оборудования на несколько минут. В этот момент котел переключается на дополнительный источник питания.
Типы ИБП для котлов, работающих на газе
Чтобы выбрать источник бесперебойного питания для газового котла, необходимо разобраться какие разновидности ИБП существуют. От типа бесперебойника зависит не только удобство эксплуатации и его стоимость, но и функциональные возможности устройства.Принято классифицировать приборы по следующим признакам:
- Типу монтажа.
- Принципу работы.
- Дополнительным функциям.
Подбор ИБП осуществляется по параметрам автоматики котла, а также рекомендациям производителей отопительной техники.
Обычные Off-line ИБП
Это бюджетный тип ИБП – низкая стоимость устройства объясняется отсутствием стабилизатора. Характеристиками оборудования является:- Небольшие габариты.
- Возможность напольной и настенной установки.
- Ограниченные функциональные возможности.
- Низкая стоимость бесперебойника.
Принцип работы блока заключается в следующем. Существует установленный порог перепада напряжения. При достижении критических показателей происходит автоматическое переключение на резервный источник питания. Если в сети долгое время отсутствует стабильность, аккумуляторы устройства сядут и прибор выключится. Поэтому UPS Off-line устанавливают только при подключении к сети со стабильным напряжением.
Модели изготавливаются со встроенной аккумуляторной батареей, что дает возможность обеспечить работу котла после отключения электричества от нескольких минут до 2-х часов.
ИБП со стабилизатором AVR
ИБП с функцией стабилизатора AVR отличается от предыдущей модели наличием простейшего выпрямителя напряжения. Аккумуляторная емкость моделей небольшая. Как правило, собственного резерва достаточно, чтобы обеспечить работу котла в течение 15-20 минут. При необходимости можно подключить внешний аккумулятор и увеличить возможность автономного режима до 8-10 часов.Модели работают подобным на Off-line устройства образом. Главным отличием является то, что при достижении критических показателей начинают использоваться не аккумуляторы, а преобразованное напряжение в сети. Если применяется ИБП с AVR, необходимость стабилизатора напряжения отсутствует.
В качестве недостатков можно отметить низкую скорость включения стабилизатора, что не дает возможность обеспечить 100% защиту автоматики котла. Во время предельных нагрузок, на выходе получаются не стабильные показатели синусоиды.
Выбрать UPS со стабилизатором AVR для газового котла потребуется, когда бюджет ограничен, но желание приобрести UPS Off-line (практически не защищающую автоматику котла), отсутствует. Система обеспечивает безопасность газового оборудования.
ИБП для котлов Онлайн
Комплекты ИБП On-line или UPS двойного преобразования, являются одними из самых надежных и стабильных моделей. Именно ИБП On-line используют для поддержания работоспособного состояния серверных и другого электрического оборудования.Принцип работы заключается в следующем:
- ИБП с двойным преобразованием состоят из блока питания и аккумуляторов, и инвертора.
- При поступлении электричества инвертор преобразует переменный ток в постоянный, а после обратно в переменный, но со стабильной частотой и синусоидой.
- Если напряжение в сети отключается, инверторные источники бесперебойного питания для поддержания работы котла используют аккумуляторы. При необходимости допускается подключение внешних аккумуляторных батарей.
- Моментальное переключение в рабочий режим при достижении критического порога напряжения.
- Стабильный и корректный выходной сигнал.
- Подержание необходимых параметров напряжения.
Синусоидальный или инверторный ИБП обеспечивает максимальную защиту автоматики газового котла. Единственным недостатком устройства является высокая цена.
Как подобрать бесперебойник для газового котла
Необходимые данные для выбора ИБП описаны в эксплуатационной документации газовых котлов. Подбор оборудования осуществляется по техническим параметрам автоматики. На выбор подходящего бесперебойника влияют следующие параметры:- Расчёт мощности UPS – при вычислении учитывается активная (фактическая) и реактивная нагрузка. Коэффициент потребляемой мощности включает потребление напряжения циркуляционными насосами и автоматикой котла. Полученный результат следует увеличить в три раза.
Подобрать мощность ИБП для обеспечения бесперебойного электропитания газового котла с учетом пусковых токов лучше с помощью специалистов или он-лайн калькуляторов. - Время автономной работы – устройства с длительным временем работы снабжены литиевыми аккумуляторами большой емкости. В технической документации UPS описано, сколько времени батареи смогут поддерживать автономную работу котла.
- Тип монтажа – блоки имеют настенный и напольный вариант установки. Как правило, стационарные инверторные модели имеют больший вес, по причине встроенного трансформатора. Модели AVR и Off-line изготавливаются как в настенном, так и напольном варианте.
- Принцип работы – лучшие ИБП, это инверторные модели, использующие двойное преобразование напряжения.
- Возможность подключения дополнительных аккумуляторов. Оборудование с маркировкой LT (Long Time) имеет функцию, позволяющую подключать и контролировать дополнительные аккумуляторные емкости. В результате можно продлить время автономной работы газового котла.
- Предназначение – не существует моделей, предназначенных исключительно для поддержания работы автоматики газовых котлов. Современные источники бесперебойного питания выпускаются для компьютерной техники, охранных и пожарных систем, сигнализации и т.д. Для котлов подойдет оборудование с чистой синусоидой на выходе (указано в инструкции по эксплуатации).
- Дополнительные особенности – для большинства котлов подойдут ИБП исключительно со сквозной (гарантированной) нейтралью, или говоря простым языком, отсутствием разрыва «ноля». Если этого свойства нет в бесперебойнике, фаза с нулем поменяются местами, что приведет к отключению автоматики котла и сбросу настроек.
- Нулевое время переключения.
- Чистая синусоида на выходе.
- Наличие сквозной нейтрали.
- В качестве дополнительного бонуса будет возможность подключения дополнительных АКБ.
Какой марки ИБП лучше выбрать
На отечественном рынке широко представлены как системы бесперебойного питания импортного производства, так и российские ИБП. Наиболее популярными являются следующие модели:Перед приобретением ИБП, для принятия правильного решения, можно ознакомиться с отзывами потребителей относительно эксплуатации понравившейся модели.
Как правильно подключить бесперебойник к газовому котлу
Организация бесперебойной работы газового котла отопления – это сложный процесс, требующий определенной подготовки и профессионализма. В инструкции к ИБП прилагается подробная схема подключения устройства.Монтаж выполняется следующим образом:
- Оборудование устанавливается сразу после монтажа газового котла, но строго перед проведением заземления.
- Устанавливается переключатель для постоянного запитывания аккумуляторных батарей.
- Выполняется подключение генератора.
- Запитывается котел и циркуляционный насос.
При подключении электропитания автоматики котла, между ней и ИБП рекомендовано установить систему сигнализации, оповещающую о любых проблемах в работе.
Какие АКБ лучше выбрать для ИБП
В технической документации ИБП подробно описываются характеристики и требования, предъявляемые к аккумуляторам. Батареи должны соответствовать указанным требованиям.- Напряжение и емкость.
- Производитель – большинство ИБП требуют установки «родных» аккумуляторов.
- Дата выпуска – допускается подключение батареи с датой выпуска не более года.
- Стоимость – хорошая аккумуляторная батарея будет стоить дорого. Покупая дешевую продукцию, не нужно рассчитывать на длительную эксплуатацию и соответствие указанным параметрам.
Ответы на часто задаваемые вопросы про ИБП
Судя по отзывам продавцов-консультантов, покупатели в основном задают одни и те же вопросы. Чтобы облегчить выбор устройства и дать возможность потребителям получить наиболее достоверную информацию, сравнительно недавно специалистам задали наиболее распространенные вопросы, связанные с принципом работы ИБП для газовых котлов.Ниже приводятся два наиболее интересных вопроса, непосредственно влияющих на выбор оборудования для котельной.
Что лучше для газового котла, генератор или ИБП
Установка генератора решает одни проблемы, но создает другие. Дело в том, что генератор производит напряжение с постоянно колеблющейся частотой. В результате не решается вопрос защиты автоматики котла.Чтобы добиться напряжения с устойчивой частотой, придется дополнительно устанавливать стабилизатор. Как вариант, можно приобрести инверторный генератор, что достаточно дорого.
Оптимальным решением будет приобрести ИБП с функцией LT, рассчитать ёмкость аккумулятора и подобрать батареи достаточные для обеспечения напряжением в течение 1-2 дней.
Что лучше для газового котла, стабилизатор или ИБП
Функцией стабилизатора напряжения является простое преобразование напряжения с параметрами, необходимыми для нормальной работы оборудования котельной. При отключении электроснабжения стабилизатор также перестает работать. Соответственно, котел отключается, что в зимнее время года достаточно неприятно.Источник бесперебойного питания продолжает обеспечивать автоматику котла необходимым напряжением при отсутствии его в сети. Даже бюджетные модели способны обеспечить автономную работу котла в течение 10-15 минут. Обычно этого достаточно, чтобы поломка в электросети была исправлена.
Лучшим решением, позволяющим соединить функции стабилизатора и ИБП, является приобретение инверторной модели бесперебойника. При условии подключения к аккумуляторным батареям, UPS в состоянии обеспечить работоспособность оборудования от нескольких часов до двух суток.
Расчет мощности и температуры тёплого водяного пола
Калькулятора выбора мощности отопительного котла
Калькулятор расчета количества секций радиаторов
Калькулятор расчета метража трубы теплого водяного пола
Расчет теплопотерь и производительности котла
Расчет стоимости отопления в зависимости от типа топлива
Калькулятор расчет объема расширительного бака
Калькулятор расчета отопления ПЛЭН и электрокотлом
Расходы на отопление котлом и тепловым насосом
Калякулятор расчета выбора теплопушки
Выбор мощности кондиционера
Современные газовые котлы водяного отопления эффективные и экономичные, но, в отличие от старых, у них есть слабое место. Все новые котлы отопления оборудованы системой автоматики, а система включает в себя циркуляционный насос, требующие качественного и бесперебойного электропитания. Более того, котел может отключится по внутренней защите при пониженном напряжении сети. Если проблему импульсных помех и перепадов напряжения можно решить подключением котла и оборудования системы отопления через стабилизатор, то в случае отключения электричества стабилизатор уже не поможет - автоматика отключит котёл, и запустить его будет возможно только после появления электроснабжения. Отключение системы отопления может быть фатальным для всей системы, особенно в сильный мороз. И даже если у Вас нет проблем с электроснабжением, ни кто не застрахован от сюрпризов природы, порывов линий и прочих аварийных ситуаций. А пониженное напряжение в некоторых населенных пунктах бывает чуть ли не нормой. Поэтому настоятельно рекомендуется подключение котла газового отопления через источник бесперебойного питания - ИБП (UPS).
Надо отметить, что альтернативой ИБП является автономная дизельная или бензиновая электростанция. Но и такие системы автономного электроснабжения целесообразно использовать в связке с UPS, при больших отапливаемых мощностях и возможностью установки такого генератора. В подавляющем большинстве случаев оптимальным решением будет источник бесперебойного питания, правильно подобранный по мощности и техническим параметрам. Намного выгоднее это будет и по цене, к тому же не требует поточных затрат на топливо (бензин, дизтопливо). А современных аккумуляторов в ИБП хватает на 10-15 лет эксплуатации. Есть еще вариант автономной энергосистемы на солнечных батареях - довольно перспективно, но пока дороговато.
Что необходимо знать при выборе источника бесперебойного питания (ИБП) для котла отопления?
Сразу отметим, что подключить обычный автомобильный аккумулятор напрямую к газовому котлу не получится, т.к аккумулятор выдает только постоянный ток напряжением в 12 В или 24 В. Поэтому для подключения автономного электропитания к котлу необходимо устройство, которое преобразует постоянное напряжение аккумулятора на переменное сетевое 220В. К тому же преобразование должно быть достаточно качественным (форма синусоиды), для питания электронных компонентов системы. Вот такие устройства и называются источником бесперебойного питания, сокращенно ИБП или UPS.
Функции таких устройств - инвертировать постоянное напряжение от аккумулятора в 220В переменного тока при отсутствии напряжения в сети, стабилизация выходного в 220 В, при наличии на различного на входе (например от 100 В до 300 В), Исключить броски перенапряжения, а также зарядка аккумулятора при необходимости. Такое устройство полностью автоматическое и обеспечивает безударный переход на автономное питание без разрыва питания котла и системы отопления. При появлении питания, автоматически отключает батарее и переходит в режим зарядки аккумуляторов. Зарядка аккумуляторов происходит по определенному алгоритму, позволяющему намного увеличить срок эксплуатации батарей.
Но не все UPS обеспечивают все эти функции. ИБП есть двух типов:
Первый тип - это ИБП типа off-line. Автоматически переключают питание от батареи при пропадании электричества в сети и автоматически заряжают аккумулятор, когда это необходимо. Т.е. при наличии напряжения в сети устройство никак не задействовано, ток идет через него транзитом и, соответственно, не стабилизируется. Если на входе 180 В, то и на выходе будет 180 В. Самые дешевые бесперебойники для компьютера именно такого типа. Стоит отметить, что импульсные блоки питания компьютеров, телевизоров позволяют нормально работать в широком диапазоне входного напряжения (140В-250В, и более широком диапазоне). Газовые котлы, в основном, намного требовательны в этом плане и при напряжении меньше 190-200В могут отключаться. В инструкциях не указывают это предел - смотрите по форумах или узнавайте у специалистов касаемо марки Вашего котла.
Второй тип - это ИБП on-line , которые задействованы все время. Напряжение в ИБП типа on-line стабилизируется с помощью инвертора двойного преобразования : сначала переменное напряжение в 220В преобразуется в постоянное 12 В или 24 В, затем постоянное напряжение трансформируется в переменное напряжение 220В. Поскольку постоянное напряжение в 12 В или 24 В всегда стабильно, то при преобразовании этого напряжения в переменный ток 220В также никаких колебаний, проседаний или бросков напряжения не происходит. В результате, ИБП on-line на выходе всегда дают стабильную синусоиду и напряжение. Различаются еще по качеству сформированной синусоиды. Кроме того, ИБП со встроенным стабилизатором напряжения позволяет обеспечить стабильное напряжение для потребителей без перехода в режим работы от аккумулятора. Это позволяет существенно сэкономить ресурс батареи. Источник бесперебойного питания со стабилизатором напряжения двойного преобразования являются на сегодня самыми точными и надежными, и к сожалению, самыми дорогими.
Еще несколько замечаний по выбору UPS для системы отопления
Недорогие компьютерные ИБП имеют прямоугольную форму сигнала на выходе, что недопустимо при работе насосов, вентиляторов и другой индуктивной нагрузки. Для работы котла необходимо напряжение с чистой синусоидой на входе (обеспечение плавного крутящего момента двигателя).
Стартерные аккумуляторные батареи предназначены для работы на кратковременных мощных нагрузках (запуск стартера), требуют обслуживания и выделяют пары серной кислоты в процессе работы (не допускаются к использованию в закрытых помещениях в непосредственной близости от людей). Средний срок службы автомобильного аккумулятора в системе ИБП не более одного года.
Как рассчитать мощность ИБП для газового котла и системы отопления
При выборе ИБП для газового или другого котла следует учесть, что форма выходного напряжения бесперебойника должна быть синусоидальной, поскольку котел содержит устройства-потребители, критичные к форме входного тока (вентилятор, циркуляционный насос, газовый клапан, электронный блок).
Правильно рассчитанная и подобранная система бесперебойного питания для котла позволит избежать проблем, связанных с отключением котла или выходом его из строя из-за перепадов напряжения, а также обеспечить его автономную работу в течение необходимого расчетного времени.
В классическом варианте электрическая мощность оборудования отопления (не путайте с тепловой) состоит из потребляемой мощности самого котла и циркуляционного насоса. Эти данные можете взять из документации или на шильдиках оборудования.
В газовых котлах до 25 кВт по теплу, как правило, находится один насос. В более мощных, промышленных котлах, может быть два и более насосов. В большинстве случаев котел с одним насосом потребляет при включенном насосе 90-150Вт электроэнергии и такому котлу достаточно стабилизатора или ИБП мощностью до 300 Вт. Соответственно, если в Вашей системе отопления применяется два насоса - то необходимо брать ИБП как минимум 400-500Вт. В целом же мощность ИБП должна соответствовать совокупной мощности всех устройств, запитанных от него. И не забывайте также о запасе по мощности, хотя бы в 20-30%.
Очевидно, что чем больше емкость аккумулятора - тем дольше время автономной работы ИБП. Приблизительное время беспрерывной работы ИБП можно определить согласно ниже приведенной таблице.
| Количество / ёмкость АКБ | 1х12В / 60 Ач | 1х12В / 75 Ач | 1х12В / 100 Ач | 2аккум. х12В / 60 Ач | 2аккум. х12В / 75 Ач | 2аккум. х12В / 100 Ач |
| Мощность нагрузки, Вт | Время работы, ч | |||||
| 90 | 4,0 | 5,4 | 6,7 | 8,9 | 10,8 | 13,4 |
| 200 | 3,0 | 3,6 | 4,9 | 6,0 | 7,2 | 9,8 |
| 290 | 2,0 | 2,5 | 3,3 | 4,0 | 5,0 | 6,6 |
| 400 | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 2,8 | 3,6 | 4,8 |
| 500 | 1,0 | 1,4 | 1,5 | 2,0 | 2,8 | 3,0 |
Еще один важный показатель у ИБП - это мощность зарядного устройства. Как известно, чем больше емкость аккумулятора - тем большая сила тока необходима, чтобы зарядить аккумулятор полностью. Приблизительное соотношение - 1 к 10. Т.е. для зарядки аккумулятора емкостью 60 А/ч потребуется ток заряда 6А. Можно заряжать и большими токами, но это приводит к быстрому износу аккумулятора. Если ток заряда будет меньше положенного, то аккумулятор не дозарядится, в результате чего будет "закоксовываться" (технический термин - сульфатизация), что также приведет к снижению срока службы.
Расчет времени работы источника бесперебойного питания
Упрощенная формула
Расчет времени автономной работы можно осуществить по упрощенной формуле. Для этого: Емкость аккумулятора в Ампер-часах, умножаем на напряжение аккумуляторов, в вольтах, делим на постоянную нагрузку в ваттах и получаем = Количество часов непрерывной автономной работы.
Например, котел, который потребляет 180 В, с батареей на 50 Ампер-часов будет непрерывно работать в течении 3,3 часов (50*12/180).
Уточненный расчет
Если Вы решили углубиться в технические характеристики ИБП и самостоятельно рассчитать время непрерывной автономной работы Вашего котла и системы отопления - пожалуйста! Чтобы произвести расчет воспользуемся единственным верным методом, но для этого необходимо знать не только мощность котла, но и несколько важных параметров ИБП для котла:
Т
- время автономной работы ИБП при отключении сети, ч;
Uаб
- напряжение одной аккумуляторной батареи, В;
Сак
- емкость аккумуляторной батареи, А* ч;
К
- количество аккумуляторов в батарее;
h
- КПД преобразователя (h=0,75-0,8);
Кр
- коэффициент глубины разряда 0,8 –0,9 (80%-90%);
Кg
- коэффициент доступной емкости, зависит от режима разряда и температуры:
- при одночасовом режиме разряда, tокр=20°С 0,7 (70%)
- при двухчасовом режиме разряда, tокр=20°С 0,85 (85%)
- при десятичасовом режиме разряда, tокр=20°С 1,0(100%);
Т = Uаб * Сак * К * h * Кр * Кg / Рнагр
где Рнагр - мощность нагрузки.
Чтобы детальней рассмотреть расчет источника бесперебойного питания для котла подставим примерные значения:
Uаб = 12 В;
Сак = 84 А* ч;
К = 1,0;
h = 0,8;
Кр = 0,9;
Кg = 1,0.
Pнагр = 150 ВА.
T = 12 x 84 x 1,0 x 0,8 x 0,9 x 1,0 / 150 ≈ 4,84 часа
Таким образом, если Ваш отопительный котел имеет мощность 150 ВА и питается при помощи источника бесперебойного питания с аккумулятором емкостью 84А*ч на 12В, то срок автономного питания составит 4,84 часа.
Какой самый продаваемый ИБП для котла?
Исходя из самых запрашиваемых исходных данных, самой распространенной конфигурацией ИБП для котла является УПС с двойным преобразованием (имеет постоянное, стабильное напряжение на выходе), рабочей мощностью 300Вт и кратковременной пиковой нагрузкой до 1000 Вт.
Какой самый оптимальный аккумулятор для котла?
Наилучшее соотношение цена \ качество имеет батарея 12В 100А. Разница в стоимости между аккумуляторами 50 ампер и 100 ампер всего 30-40%, а между АКБ 100 ампер и 120 ампер уже около 50%. Таким образом в качестве одной или нескольких резервных батарей имеет смысл смотреть в сторону АКБ 12В 100А.
Это справочные данные, а Вам не составит труда по любой формуле определить необходимы параметры ИБП для конкретного котла и системы отопления, а по известным параметрам уже будете выбирать модель UPS - которых сейчас на рынке довольно много, как говорится на любой карман и вкус.
Под ИБП для котла подразумевается прибор, включающий блок питания, аккумулятор или группу аккумуляторных батарей. При подключении к сети происходит зарядка устройства посредством преобразования переменного тока в электроэнергию на напряжение 12 Вольт.
Если же происходит аварийное отключение электроэнергии, то ИБП для газовых котлов автоматически трансформирует 12-вольтный ток в 220V и подает его к элементам системы отопления до тех пор, пока позволяет ресурс АКБ или не произойдет восстановление напряжения в стационарной сети.
Для чего необходим ИБП для газового котла?
Благодаря применению ИБП для котла его процессор защищен от поломок, вызванных скачками электричества. Получаемый на выходе ток имеет форму синусоиды и является оптимальным для стабильной работы двигателей, насосов, блока управления и других компонентов отопительной системы.
Некоторые пользователи считают, что ИБП для котла не отличаются от компьютерных бесперебойников, однако это не так. Источник бесперебойного питания для компьютерных устройств имеет слишком маленький ресурс, примерно 10-15 минут. При этом выдаваемое напряжение является недостаточным, если речь идет об ИБП для котлов. К тому же оба устройства отличаются по такому критерию, как фазировка, которая призвана соответствовать профилю электросети.
Достичь нужного результата можно только используя специализированный бесперебойник для котельного оборудования.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
ИБП для котлов представлены тремя основными видами:
- линейные. Простые модели на основе стабилизаторов, благодаря чему напряжение на выходе и на входе остается неизменным. Конструкция предусматривает аварийное отключение от сети с одновременным переходом на работу от АКБ;
- линейно-интерактивные. Такие ИБП для котла снабжены стабилизатором напряжения и, будучи подключенными к внешнему аккумуляторному устройству, обеспечивают работу котельной в течение временного интервала до десяти часов. Они выдают на выходе синусоидальный ток частотой 50 Герц и напряжение 220В;
- двойного преобразования. ИБП для газовых котлов такого типа не только обеспечивают резервное питание, но и стабилизируют напряжение, фильтруя помехи. Одновременно их конструкция предусматривает возможность присоединения бензинового генератора.
Как выбрать подходящий ИБП для газового котла?
При выборе необходимо ориентироваться на следующие критерии:
- мощность и число единиц подключаемого оборудования;
- количество электроэнергии, которое подается их сети;
- риски возникновения скачков напряжения;
- требуемое пусковое напряжение;
- примерное время автономной работы;
- возможность присоединения дополнительных аккумуляторных батарей без необходимости замены бесперебойника.
Как правильно подобрать ИБП для котла
Можно выделить три основных типа ИБП для газовых котлов.
- Дешевые и наиболее простые устройства, состоящие из контроллера и инвертора. Такие модели не стабилизируют напряжение, не всегда корректно функционируют с генераторами.
- Средние по цене и функционалу линейно-интерактивные устройства. Снабжаются стабилизатором, но часто некорректно работают с генераторами.
- Наиболее дорогостоящие и надёжные современные устройства. Прибор дважды преобразует ток: из переменного в постоянный, из постоянного в переменный стабилизированный. Позволяет подключенной технике стабильно работать вне зависимости от качества энергии в сети.
В большинстве случаев для альтернативного электроснабжения достаточно ИБП для котла первого или второго типа. Если вам требуется более надежный прибор, способный работать с генератором или в условиях нестабильной подачи энергии, рассмотрите более дорогостоящие устройства третьего типа.
Перед покупкой уточните параметры вашей электросети. Узнайте, насколько часто и в каких пределах «прыгает» напряжение.
Примерное время беспрерывной работы устройства можно определить c помощью следующей таблицы:
| Количество / ёмкость АКБ | 1х12В / 60 Ач | 1х12В / 75 Ач | 1х12В / 100 Ач | 2аккум. х12В / 60 Ач |
| Мощность нагрузки, Вт | Время работы, ч | |||
| 90 | 4 | 5,4 | 6,7 | 8,9 |
| 200 | 3 | 3,6 | 4,9 | 6 |
| 290 | 2 | 2,5 | 3,3 | 4 |
| 400 | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 2,8 |
| 500 | 1 | 1,4 | 1,5 | 2 |
Расчет подходящей мощности и времени работы ИБП для котла
Чтобы подобрать устройство с оптимальными показателями, необходимо в первую очередь определить паспортную мощность всех приборов, которые будут к нему подключены. Запишите, сколько ватт потребляет газовое оборудование, циркуляционный насос, системы безопасности, если они присутствуют. Рекомендуется приобретать ИБП для котла с запасом мощности на 20 - 30%, поскольку на практике расход и качество электроэнергии могут быть далеки от паспортных показателей.
Если вы хотите приобрести дополнительные аккумуляторы, рассчитайте требуемую емкость по формуле: необходимое время работы (в часах) умножьте на паспортную мощность котла (в ваттах) и разделите на коэффициент, равный 8,65.
Например, вам необходимо, чтобы оборудование проработало на батарее 12 часов при потребляемой мощности 110 Вт. 12х110/8,65=152,6 А/часов. Следовательно, вам стоит приобрести АКБ с суммарной емкостью около 150 единиц.
Как работает ИБП для газового котла
Простые пассивные и линейно-инверторные модели ИБП для газовых котлов имеет две «линии», по которым ток может поступать к нагрузке:
- через трансформатор и фильтр (когда электроэнергия подается из сети, устройство стабилизирует переменный ток и подает его котлу);
- через выпрямитель, АКБ, инвертор (когда в сети отсутствует напряжение, прибор подает ток из накопителя).
Более современные ИБП для котлов обладают системой «байпас», позволяющей продлить срок службы аккумулятора. Она позволяет питать подключенный прибор в обход основной схемы, когда в сети присутствует стабильная качественная энергия. Если появляются скачки напряжения, импульсные и высокочастотные помехи, отклонения частоты, ИБП для газовых котлов автоматически переходит в режим двойного преобразования.
При покупке ИБП для котлов рекомендуется уточнить, существует ли возможность расширения количества АКБ. Как правило, встроенные аккумуляторы имеют рабочий ресурс 20 А/часов. Время автономной работы оборудования зависит от нагрузки, а также от емкости батарей. Точные сведения можно получить из специальных таблиц.
- Наиболее передовые ИБП для котла - это модели с двойным преобразованием, характеризующиеся мгновенным переходом на АКБ и обеспечивающие синусоидальный ток.
- При длительных отключениях от сети необходимы приборы long time, снабженные зарядным устройством увеличенной мощности.
- Емкость АКБ отражается в ампер/часах (Ач), при выборе нужно учитывать нагрузку и желаемое время автономного функционирования.
Источники бесперебойного питания для котла используются для поддержания работоспособности котла при отключении электропитания.
Большинство газовых котлов энергозависимые и для работы их систем управления, поджига, различных насосов необходимо электричество. Длительный простой котла в зимнее время может повлечь за собой, например, разрыв труб отопления или радиаторов в случае их заморозки. А кратковременное отключение электроэнергии может вызвать ошибку в электронной системе управления газовым котлом и потребуется его ручной перезапуск. Именно поэтому, для газовых котлов в первую очередь, установка системы бесперебойного питания крайне желательна.
Конечно, автономное электроснабжение возможно обеспечить установкой генератора. Но сегодня для этих целей все чаще используются устройства резервного бесперебойного питания различных типов.
Перечислим их преимущества:
- низкие эксплуатационные расходы, только периодическая замена аккумуляторных блоков;
- отсутствие шума и загрязнения окружающей среды;
- возможность установки своими руками.
Кроме этого, блок обеспечивает необходимые характеристики электропитания для газового домашнего котла:
- переменное напряжение правильной формы;
- поддержание нужного напряжения, частоты;
- низкие требования к входному электропитанию;
- защита от различного рода нестандартных бросков и нагрузок;
- наличие необходимых систем безопасности для защиты газового котла в нештатной ситуации.
В основе всех подобных систем используется инвертор. Это устройство преобразования постоянного напряжения в переменное нужной величины и необходимой частоты.
Источником постоянного напряжения являются аккумуляторы — обязательная часть конструкции резервных источников. От емкости аккумуляторных батарей зависит продолжительность работы котла в автономном режиме. Например, две батареи емкостью по 150 ампер-часов могут обеспечивать работу газового котла средней мощности около суток.
Кроме этого, инверторная система обеспечивает котел стабилизированным электропитанием с нужными параметрами частоты, напряжения и формы синусоиды.
Каких же типов бывают системы резервного питания?
Оффлайн-источники
Свое название они получили благодаря тому, что большую часть времени автоматика таких устройств отключена, питание подается на газовый котел напрямую, без каких либо преобразований. ИБП (источник бесперебойного питания) включается только периодически для подзарядки аккумуляторных батарей или же непосредственно при отключении электричества.
Недостаток подобных систем в том, что они в режиме оффлайн не контролируют параметры энергопитания котла, а его качество очень важно для систем автоматики теплоприбора и особенно для его насосов.
Линейно-интерактивные
Подобный источник бесперебойного питания сочетает в себе оффлайн систему и стабилизатор. В такой конструкции в цепи прямого питания содержится автотрансформатор с переключающимися обмотками, или стабилизатор, которые регулируют величину выходного напряжения. Кроме этого, подобные системы содержат фильтры, которые сглаживают возможные шумы и помехи из внешней электросети.
Такие устройства стабильно работают в широком диапазоне входного напряжения, что является их преимуществом.
Онлайн-источники
ИБП этого типа постоянно в работе. Они преобразовывают поступающее напряжение переменного тока в постоянное 12 Вольт, а затем вновь в переменное 220В и питает им ваш газовый котел.
Несомненное преимущество такого двойного инвертора в том, что на котел всегда подается качественный стабилизированный электрический ток с необходимыми параметрами.
Из недостатков можно отметить относительно небольшой коэффициент полезного действия (КПД) и высокую цену. Но все это компенсирует качественное электричество на выходе и надежная защита вашего котла онлайн-блоком бесперебойного питания.
Кроме этого, ИБП делятся на категории:
- С встроенными аккумуляторами. Продолжительность автономной работы небольшая — 5-10 минут. Наращивание емкости обычно невозможно.
- С встроенными аккумуляторами и возможностью для подключения внешних батарейных модулей. Время автономной работы также небольшое, но наращивание емкости возможно, хотя и недешево.
- Без встроенных аккумуляторов, но предусмотрено подключения батарей. Стоимость подключения батарей невысока, их добавление позволяет добиться продолжительности автономной работы до 24 часов и более.
Что еще учесть при покупке ИБП для индивидуального газового котла?
Предпочтительнее выбирать источник резервного питания онлайн типа. Его преимущество в вырабатывании «чистого синуса» для котла постоянно, а не только при отключении входного напряжения. Это очень важно для газовых котлов, продлевает безаварийную работу автоматических электронных плат управления и увеличивает ресурс встроенных вентиляторов и насосов.
Учитывайте потребляемую мощность отопительного прибора и сопоставляйте ее с емкостью аккумуляторных батарей ИБП. Зачастую, значение мощности котла для дома находится в диапазоне 50 – 350 Ватт. Это соответствует около 60 – 450 Вольт-Амперам. Вообще, в технических паспортах источников резервного бесперебойного питания обычно указана мощность в ВА (вольт-амперах). А нужное значение максимальной мощности в ваттах находится в пункте «Коэффициент мощности».
Некоторые особенности установки
Не устанавливайте ИБП и аккумуляторы вблизи нагревательных приборов или источников высокой температуры. Их длительная эксплуатация при температуре от 35 °С и более уменьшает срок службы минимум в полтора раза. Оптимальное значение для них – 20-25 °С.
Если вы самостоятельно устанавливаете блок бесперебойного питания для газового отопительного котла, обязательно проверьте заземления и соблюдайте полярность фаза-ноль.
ИБП постарайтесь разместить так, чтобы длина проводов от выхода резервного источника до котла была минимальной.
Запись опубликована 10/05/2014 автором .
